La première image d'un trou noir est ici

Au centre de Messier 87, une galaxie massive dans l'amas de galaxies voisines de la Vierge, existe un trou noir supermassif. Surnommée M87, cette région de l'espace-temps consommatrice de chaleur est située à plus de 55 millions d'années-lumière de la Terre et son noyau d'aspiration de lumière est estimé à 6, 5 milliards de fois la masse du soleil.

Pour la première fois, nous avons une "image" de ce monstre céleste, et il a même un nom: Powehi, qui signifie "création sombre insondable". Le nom frappant était un effort de collaboration entre les astronomes et le professeur de langue de l'Université d'Hawaï Larry Kimura.

"C'est une journée énorme en astrophysique", a déclaré la directrice de la NSF, France Córdova, dans un communiqué. "Nous voyons l'invisible. Les trous noirs ont suscité l'imagination pendant des décennies. Ils ont des propriétés exotiques et nous sont mystérieux. Pourtant, avec plus d'observations comme celle-ci, ils livrent leurs secrets. C'est pourquoi NSF existe. Nous permettons aux scientifiques et aux ingénieurs pour illuminer l'inconnu, pour révéler la majesté subtile et complexe de notre univers. "

Comme l'a dit l'astronome de l'Université de Manchester Tim Muxlow au Guardian en 2017, l'image capturée n'est pas exactement une photo directe d'un trou noir autant qu'une image de son ombre.

"Ce sera une image de sa silhouette glissant sur la lueur de fond du rayonnement du cœur de la Voie lactée", a-t-il déclaré. "Cette photographie révélera les contours d'un trou noir pour la première fois."

La galaxie elliptique géante Messier 87 apparaît sur cette image très profonde. Une photo du trou noir supermassif au cœur de cette galaxie a récemment été prise par une équipe internationale de chercheurs. (Photo: Chris Mihos, Université Case Western Reserve / ESO / Wikimedia)

Malgré sa taille supermassive, le M87 est suffisamment éloigné de nous pour présenter un énorme défi à capturer par n'importe quel télescope. Selon Nature, il faudrait quelque chose avec une résolution plus de 1000 fois meilleure que le télescope spatial Hubble pour réussir. Au lieu de cela, les astronomes ont décidé de créer quelque chose de plus grand –– beaucoup plus grand.

En avril 2018, les astronomes ont synchronisé un réseau mondial de radiotélescopes pour observer l'environnement immédiat du M87. Ensemble, comme le personnage de robot fictif Voltron, ils se sont combinés pour former le télescope Event Horizon (EHT), un observatoire virtuel de la taille d'une planète capable de capturer des détails sans précédent sur de grandes distances.

"Au lieu de construire un télescope si grand qu'il s'effondrerait probablement sous son propre poids, nous avons combiné huit observatoires comme les morceaux d'un miroir géant", Michael Bremer, astronome à l'Institut international de recherche en radioastronomie (IRAM) et un projet Le directeur du Event Horizon Telescope, aurait déclaré à l'époque. "Cela nous a donné un télescope virtuel aussi gros que la Terre - environ 10 000 kilomètres (6 200 miles) de diamètre."

Il faut un village (de télescopes)

Les emplacements participants des radiotélescopes qui se sont synchronisés pour former le télescope Event Horizon de la taille d'une planète. (Photo: Observatoire européen austral)

Pendant plusieurs jours, verrouillés les uns aux autres grâce à la précision exceptionnelle des horloges atomiques, les radiotélescopes ont capturé une énorme quantité de données sur le M87.

Selon l'European Southern Observatory, son réseau Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), un partenaire participant au Event Horizon Telescope, a enregistré à lui seul plus d'un pétaoctet (1 million de gigaoctets) d'informations sur le trou noir. Trop volumineux pour être envoyés sur Internet, les disques durs physiques ont été envoyés par avion et entrés dans des grappes informatiques (appelées corrélateurs) situées à l'Observatoire MIT Haystack de Cambridge (Massachusetts) et au Max Planck Institute for Radio Astronomy de Bonn (Allemagne).

Et puis les chercheurs ont attendu. Le premier obstacle sur la route du traitement d'une image concernait le huitième radiotélescope participant stationné en Antarctique. Comme aucun vol n'est possible de février à octobre, l'ensemble de données final capturé par le télescope du pôle Sud a été littéralement placé en chambre froide. Le 13 décembre 2017, il est finalement arrivé à l'Observatoire Haystack.

"Une fois les disques réchauffés, ils seront chargés dans des lecteurs de lecture et traités avec les données des 7 autres stations EHT pour compléter le télescope virtuel de la taille de la Terre qui relie les antennes du pôle Sud à Hawaï, au Mexique, au Chili, en Arizona, " et l'Espagne », a annoncé l'équipe en décembre 2017.« Cela devrait prendre environ 3 semaines pour terminer la comparaison des enregistrements, et après cela, l'analyse finale des données EHT 2017 peut commencer!

Cette analyse finale s'est étalée sur toute l'année 2018, avec une équipe de 200 personnes qui étudie attentivement les données collectées et tient compte de toutes les sources d'erreur (turbulence dans l'atmosphère terrestre, bruit aléatoire, signaux parasites, etc.) qui pourraient dégrader l'image de l'horizon des événements. . Ils ont également dû développer et tester de nouveaux algorithmes pour convertir les données en «cartes d'émissions radio dans le ciel».

Comme Shep Doeleman, directeur de l'EHT, l'a déclaré dans une mise à jour de mai 2018, le processus a été si exigeant en main-d'œuvre que les astronomes ont décidé de l'appeler "l'ultime en matière de gratification différée".

Selon le NSF, les données collectées mesuraient plus de 5 pétaoctets et consistaient en plus d'une demi-tonne de disques durs.

La relativité générale d'Einstein passe un autre grand test

Une photo en gros plan du trou noir au cœur de Messier 87. (Photo: National Science Foundation)

Selon les chercheurs, la forme de l'ombre du trou noir est un autre aspect de la théorie de la relativité générale d'Einstein.

"S'il est immergé dans une région lumineuse, comme un disque de gaz incandescent, nous nous attendons à ce qu'un trou noir crée une région sombre semblable à une ombre - quelque chose prédit par la relativité générale d'Einstein que nous n'avons jamais vu auparavant", a expliqué le président de l'EHT. Conseil scientifique Heino Falcke de l'Université Radboud, Pays-Bas. "Cette ombre, causée par la flexion gravitationnelle et la capture de la lumière par l'horizon des événements, révèle beaucoup sur la nature de ces objets fascinants et nous a permis de mesurer l'énorme masse du trou noir du M87."

Maintenant que l'image a été révélée, son existence ne fera qu'approfondir les questions et la crainte entourant ces mystérieux phénomènes astronomiques. La simple ingénierie qui a donné naissance à ce moment historique est une raison suffisante pour célébrer.

"Nous avons réalisé quelque chose qui était présumé impossible il y a seulement une génération", a déclaré Sheperd S. Doeleman, directeur du projet EHT, du Center for Astrophysics | Dit Harvard & Smithsonian. "Des percées technologiques, des connexions entre les meilleurs observatoires radio du monde et des algorithmes innovants se sont tous réunis pour ouvrir une toute nouvelle fenêtre sur les trous noirs et l'horizon des événements."

Note de l'éditeur: cet article a été mis à jour avec de nouvelles informations depuis sa première publication en janvier 2018.

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